特殊环境下复杂水下盾构隧道管片衬砌纵向受力分析
[Abstract]:With the rapid development of shield tunnel in track and municipal field, the longitudinal uneven settlement of tunnel is becoming more and more prominent. The problems such as seepage and leakage of mud, structural damage and internal distortion caused by this problem have attracted more and more attention. In this paper, based on the theoretical analysis and numerical simulation, on the basis of perfecting the longitudinal equivalent continuum model, the stiffness is further modified, which provides a reference for practical engineering. Firstly, considering the effect of longitudinal axial force on the neutral axis, the expressions of longitudinal stiffness, annular joint opening and curvature radius of shield tunnel segment structure are derived, and the cross-section of bore hole No. 147 of Dongguan Lion Yang is compared and analyzed. The correctness of the formula is verified, and the effects of the influence coefficient of annular joint length, the effective rate of transverse stiffness and the assembling coefficient of staggered joints on the longitudinal stiffness of segment structure are further discussed. The results show that the position of the neutral axis depends on the equivalent eccentricity. The transverse stiffness and staggered joint assembly of the segment structure play a significant role in improving the longitudinal stiffness of the structure. Then, the linear relationship between the longitudinal stiffness efficiency and displacement in the affected area (- 30m, 30m) is established by introducing the connecting transverse channel, shaft, the cavity behind the segment wall, the goaf and the inner lining of the pipe piece to carry out further analysis, and the linear relation between the longitudinal stiffness effective rate and the displacement in the affected area (- 30m, 30m) is established. The stress and deformation of adjunct structure and special environmental structure are analyzed, and the longitudinal mechanical properties of segment structure under the above-mentioned special circumstances are modified. The results show that the subsidiary structure and special environment can produce local stress concentration. Under the equivalent displacement, the longitudinal stiffness of the structure can be significantly changed, and the influence degree is controlled by the type of joint and the length of the section. It should be in the transitional zone (- 10m,-10m) in the special section. 10m) the necessary flexible handling is carried out within the range. Finally, taking the Buddha-Dongguan Shiziyang tunnel as the object, the displacement and internal force distribution of the tunnel under the condition of soil and water combined calculation and soil and water division calculation are calculated, such as uneven overlying or underlying layer, sudden buried depth, alternation of soft and hard strata, etc. The influence of water buoyancy, river scour and bank structure on the loading and unloading of tunnel during operation is analyzed, and the deformation and internal force of arch roof, waist and bottom of tunnel are found out by the analysis of the highest and lowest water level in the last 100 years, and the influence of water buoyancy, river scour and bank structure on the loading and unloading of tunnel during operation period is analyzed. The results show that there is a sudden change of longitudinal stress in the place of stratum sudden change, and the longitudinal axial force of underwater tunnel can not be ignored in the longitudinal design. In this paper, the longitudinal stiffness is taken as the vein, through the derivation of the formula, the modification of the special section and the finite element analysis of the concrete engineering case, the variation rule of the longitudinal settlement, longitudinal axial force and bending moment of the tunnel is investigated emphatically. Finally, the table of longitudinal stiffness efficiency multiplier is obtained, which makes up for the deficiency of longitudinal structure and deformation design of underwater shield tunnel, and has important engineering value and guiding significance.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U455.43
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,本文编号:2458698
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